第200章 曲軸製造(1/2)
如此強悍的鍛造工藝,簡直是見所未見。
不愧是50萬噸的液壓機啊。工作能力真的很強。
雖然沒有詳細的檢測數據。但是盛淮南相信,這七根主軸的質量絕對不容置疑。
王步安,的確是有自己的獨到之處啊!
普通的汽車曲軸,都是整體加工成型的。也就是由一大塊合金擠壓、切削而成。
然而,超大型的船用曲軸,卻是沒有辦法一次成型。
沒有任何機器能夠一次鍛造出長達22米的船用曲軸。
它必須是一個一個零部件銜接起來。
然後再高強度精焊。
主軸加工完成,輪到曲柄臂。
主軸配套的附件裡面,面積最大,體積最大,重量最大的,就是曲柄臂。
曲柄臂的加工難度是最大的。
一般的五軸數控聯動工具機都很難做到。
曲柄臂的形狀,是不規則的。
不同的設計,有不同的形狀。
不同的形狀,又會導致不同的性能。所以,它的設計要求是非常高的。
同時,曲柄臂需要連接不同的主軸。由於受力方向不同,曲柄臂的強度要求非常高。基本上,就是能夠做到多高就做多高。
否則,在滿負荷的高速運轉當中,主軸可能沒有問題。曲柄臂卻有可能出現斷裂等現象。
總的來說,曲柄臂的基本形狀有三種。
矩形。
圓形。
橢圓形。
一般來說,矩形的曲柄臂的材料利用率最差,質量及轉動慣量較大。但加工製造方便。直接鑄造成型即可。主要用於低轉速和小批量曲軸。
圓形的曲柄臂結構相對簡單,有利於曲軸平衡。加工製造方便。材料利用率次於橢圓曲柄。可以通過鍛造或棒料車削製造。適用於小批量曲軸,特別是多支承曲軸。
橢圓形的曲柄臂的材料利用最合理,疲勞強度高,但對於自由鍛造曲軸,曲柄外形需靠模加工。主要是依靠強有力的鍛造形成。鑄造是無法提供足夠的強度的。適用於各種形式的曲軸。
毫無疑問,超大型船用主軸應用的,就是橢圓形的結構。對於鍛造的要求是非常高的。
通常來說,曲柄臂的原材料必須承受至少1200帕以上的扭曲力。
而加工成型以後的曲柄臂,整體需要承受10萬噸以上的作用力。
如果強度不足,就會開裂。
一旦曲柄臂出現裂縫,就得更換。
要更換曲柄臂,就得將整個曲軸拆出來。那就麻煩大了。至少兩個月不能動啊。
一個曲軸的重量就高達五百噸,要拆卸,要安裝,豈是容易的事?
此外,橢圓形的配重塊也是比較麻煩的。
配重塊的大小不一樣。
形狀不一樣。
怎麼配重,需要精密的計算。
配重塊的形狀,也是不規則的。同樣是需要五軸數控聯動工具機才能加工。
問題是……
曲柄臂很大很大。
配重塊也是很大很大。
對於數百噸的船用曲軸來說,每個曲柄臂的重量,往往在十噸以上。
而一個配重塊的重量,也往往在五噸以上。
它們的強度要求還非常高。
在加工成型之前,它必須反覆的鍛打。
如果是普通的五軸數控聯動工具機,只能是慢慢的切削成型。一點一點的加工。
一個配重塊,往往就需要切削好幾天的時間。
其中,可能要頻繁的更換刀具。
畢竟,配重塊本身的強度就很大,硬碰硬,刀具的損耗速度肯定是非常快的。
然而,將曲柄臂鍛造出來以後,尚未完工。
每個曲柄臂的上面,還有很多的附件。還得連接主軸。
每個曲柄臂上面套用的齒輪、軸承、凹洞、穿孔都是不同樣的。連接主軸的接口也各自不同。
還有油封軸頸、連杆軸頸、油孔、齒輪軸頸等等。
最麻煩的就是打孔。要求非常高。
曲柄臂使用的鋼材,本來硬度就是非常高的。要打孔,談何容易?
而且,打孔的時候,如果是稍微不注意,就會影響到曲柄臂的強度。如果出現暗傷,那就等於是曲柄臂殘廢了。所以,使用普通的鑽頭是不可能的。哪怕是最堅硬的鑽頭,都不可能用來給曲柄臂打孔。
那麼,要使用什麼手段?
唯一的手段,就是雷射。
超強頻率的雷射。直接將厚厚的曲柄臂給洞穿了。
先打出一個小洞。
然後一點一點的切割擴大。
可是,很遺憾,50萬噸的液壓機,自身是不帶雷射打孔裝置的。
雷射打孔,那是另外一套配置。
怎麼辦?
簡單。
五軸數控工具機自帶強力雷射。
工具機的雷射,主要是用於切削,用於表面的修整。但是參數調整以後,也能用來打孔。
「真的可以嗎?」龐喜華有點患得患失。
「可以。」王步安肯定的回答。
懷疑塞伯坦星球的科技?
沒有必要。
這不,曲柄臂矯正就位。
五軸數控聯動工具機開始模擬打孔。確定打孔的位置和雷射的頻率。
這一切,都是計算機模擬完成的。
它會模擬打孔以後,曲柄臂的運行情況,並且找出其中的問題。
反覆的模擬。
反覆的修改。
直到確定沒有較大的缺陷為止。
這時候,就需要技術人員來決定了。如果是覺得可以了,那就真的開始打孔了。
一旦開始打孔,就沒有反悔的機會了。
確定。
第二次確定。
驀然間,一道碩大的光柱射出。
厚度足足超過50厘米的曲柄臂,無聲無息的出現了一個大洞。
卻是雷射光柱已經輕鬆洞穿。
「啊!」龐喜華情不自禁的驚叫起來。
「這麼快?」其他的技術員也是愣住。
它們還以為需要首先用細小的雷射,先打出一個小洞,然後逐漸的擴大呢。
沒想到,別人上來就是一道直徑超過20厘米的光柱。
話說,這雷射發射器的功率到底多大啊?
超過20厘米直徑的光柱,得消耗多少的能量啊?
如果是用電力驅動的話,需要多少的電力啊?需要多高的電壓啊?
如果是用來製造雷射炮的話,豈不是……
只可惜,一切都沒有回答。
王步安覺得自己沒有必要回答。
因為五軸數控聯動工具機,是自帶能源的。不需要外接電源。
換言之,就是不管雷射發射器的功率有多大,都和其他人沒有任何關係。對於技術員來說,也是沒有必要知道。
「連接口……」
「不容易啊……」
一個叫做謝良哲的技術員悄悄的自言自語。對王步安頗為擔心。
雷射的威力如此的兇猛,其實也不好。
那就是主軸接口容易出錯。
主軸和曲柄臂的接口,是沒有洞穿的。
主軸只需要插入曲柄臂一半的深度。能夠和曲柄臂做整體的運動就行了。
如果是將接口打穿了,反而是不符合要求了。
這就需要調整雷射的工作深度。
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